KR20230168831A - 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 EVA, 스티렌계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르계 수지로 이루어진 기재를 사용하여 신발 중창용 발포체를 제조함으로써, 에틸렌계 소재의 발포체와 유사한 경도 및 비중으로 경량성을 가지면서도 영구압축줄음율 및 반발탄성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 에틸렌계 소재의 발포체와 유사한 경도 및 비중으로 경량성을 가지면서도 영구압축줄음율 및 반발탄성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 신발 중창용 발포체는 EVA(EthyleneVinylAcetate)나 POE(PolyOlefinElastomer) 등의 에틸렌계 고분자 수지를 주기재로 사용하고 있지만, 에틸렌계 고분자 수지의 발현 가능한 성능의 한계로 최근의 소비자 요구를 만족시키지 못하고 있는 실정이다.
보다 구체적으로 이러한 에틸렌계 고분자 수지를 기반으로한 발포체는 발포율을 높여 비중을 낮춤으로써 경량화를 가능하게 하지만, 발포율이 높아지면 반발탄성 및 영구압축줄음율 등의 내구성이 취약해지는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 특허문헌 1에서는 산업용 발포체 조성물에 있어서, 서로 다른 유리전이온도를 가지는 2종 이상의 스티렌-포화탄화수소계 열가소성 고분자 기재 또는 필요에 따라 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌-올레핀 공중합체, 고무 등을 블렌드한 블렌드물을 기재로 하고 충전제, 가교제, 발포제 및 기타 첨가제를 투입하여 프레스 성형함으로서 비중이 낮고 영구압축줄음율 등의 내구성이 우수하면서 다양한 온도영역에서 우수한 충격흡수성을 갖는 것을 특징으로 하는 다양한 온도영역에서 우수한 충격흡수성을 갖는 산업용 발포체 조성물에 관한 것으로, 기존의 충격흡수 재료보다 환경적인 측면 혹은 비용적인 측면에서 유리하고 충격흡수성 특성을 갖는 산업용 발포체로서, 특히, 기존 충격흡수 소재가 상온영역에서만 충격흡수 특성이 발현되는데 비해 다양한 온도영역에서도 우수한 충격흡수성 발현되도록 기능성을 부여함으로써 기존에 사용 범위가 제한되어있던 소재의 한계를 극복하는 신규 기능 소재를 제공하여 스포츠용품, 건설용품 등의 산업에 다양한 용도에 적용이 가능하며, 또한, 기존의 충격흡수 재료인 폴리비닐클로라이드와 폴리우레탄을 대체할 수 있어 상기소재 사용으로 인하여 발생되었던 환경오염 문제를 해결할 수 있도록 하는, 산업용 발포체 조성물을 제안하였다.
하지만, 상기 특허문헌 1의 경우 영구압축줄음율 등의 내구성은 우수하지만 이는 발포율을 낮추어 비중을 높임에 따라 구현되는 것으로, 높은 비중을 가짐에 따라 경량성이 미비하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, EVA, 스티렌계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르계 수지로 이루어진 기재를 사용하여 신발 중창용 발포체를 제조함으로써, 에틸렌계 소재의 발포체와 유사한 경도 및 비중으로 경량성을 가지면서도 영구압축줄음율 및 반발탄성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 있어서, EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 스티렌(Styrene)계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르(polyphenylene ether)계 수지로 이루어진 기재를 사용하는 것을 특징으로 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
보다 구체적으로 상기 기재는 EVA 20 ~ 50 중량%, 스티렌 함량이 1 ~ 20 중량%인 스티렌계 열가소성 탄성체 25 ~ 40 중량%, 분자량이 200,000 ~ 500,000g/mol이고 스티렌 함량이 1 ~ 20 중량%인 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 15 ~ 20 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지 10 ~ 20 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 EVA는 VA(vinyl acetate) 함량이 22 ~ 40 중량%이며, MI(melt index)가 1 ~ 10g/10min.(190℃, 2.16kg)인 것을 사용하고, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 SBBS(Styrene Butadiene Butylene Styrene)를 사용하며, 상기 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체는 SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene), SEPS(Styrene Ethylene Propylene Styrene) 또는 SEEPS(Styrene Ethylene Ethylene Propylene Styrene)를 사용하고, 상기 폴리페닐렌에테르계 수지는 PPE(polyphenylene ether)와 PS(polystyrene)가 혼합된 수지인 것이 바람직하다.
본 발명은 EVA, 스티렌계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르계 수지로 이루어진 기재를 사용하여 신발 중창용 발포체를 제조함으로써, 에틸렌계 소재의 발포체와 유사한 경도 및 비중으로 경량성을 가지면서도 영구압축줄음율 및 반발탄성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 스티렌(Styrene)계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르(polyphenylene ether)계 수지로 이루어진 기재를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 EVA는 본 발명의 주기재로써 VA(vinyl acetate) 함량이 22 ~ 40 중량%이며, MI(melt index)가 1 ~ 10g/10min.(190℃, 2.16kg)인 것을 20 ~ 50 중량% 사용한다.
여기서 상기 EVA의 함량이 20 중량% 미만에서는 스티렌계 열가소성 탄성체와의 혼합성이 좋지 못해 발포체 제조가 어려워질 우려가 있으며, 50 중량%를 초과하면 물성이 저하될 우려가 있다.
그리고, VA 함량이 22 중량% 미만이거나 MI가 1g/10min.(190℃, 2.16kg) 미만일 경우 스티렌계 열가소성 탄성체와의 혼합성이 좋지 못해 발포체 제조가 어려워질 우려가 있으며, VA 함량이 40 중량%를 초과하거나 MI가 10g/10min.(190℃, 2.16kg)을 초과할 경우 물성이 저하될 우려가 있다.
상기 스티렌계 열가소성 탄성체와 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체는 반발탄성 및 영구압축줄음율 등의 물성을 개선하기 위해 첨가되는 것으로, 먼저 스티렌계 열가소성 탄성체는 스티렌(Styrene) 함량이 1 ~ 20 중량%인 SBBS(Styrene Butadiene Butylene Styrene)를 25 ~ 40 중량% 사용한다.
여기서, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체의 스티렌 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 발포체 경도가 높고 반발탄성이 낮아 신발용 발포체로 적합하지 않으며, 그 함량이 25 중량% 미만일 경우 영구압축줄음율 등의 특성 개선이 어렵고, 40 중량%를 초과할 경우 발포체 제조가 어려워질 우려가 있다.
그리고 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체는 분자량이 200,000 ~ 500,000g/mol이고 스티렌 함량이 1 ~ 20 중량%인 SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene), SEPS(Styrene Ethylene Propylene Styrene) 또는 SEEPS(Styrene Ethylene Ethylene Propylene Styrene)를 15 ~ 20 중량% 사용한다.
여기서, 상기 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체의 분자량 및 스티렌 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 영구압축줄음율 등의 특성 개선이 어려워질 우려가 있다. 그리고 그 함량이 15 중량% 미만일 경우 영구압축줄음율 등의 특성 개선이 어렵고, 20 중량%를 초과할 경우 발포체 제조가 어려워질 우려가 있다.
상기 폴리페닐렌에테르계 수지는 반발탄성 및 영구압축줄음율 등의 물성을 더욱 개선하기 위해 첨가되는 것으로, PPE(polyphenylene ether)와 PS(polystyrene)가 혼합된 수지(Sabic사의 Nonyl 7310)를 10 ~ 20 중량% 사용한다.
여기서, 상기 폴리페닐렌에테르계 수지의 함량이 10 중량% 미만일 경우 영구압축줄음율 등의 특성 개선이 어렵고, 20 중량%를 초과할 경우 경도가 과도하게 상승하여 발포체 제조가 어려워질 우려가 있다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 기재에 대하여 통상의 발포체용 첨가제를 사용할 수 있으며, 발포체용 첨가제는 발포체를 제조하기 위해 첨가되는 이미 공지된 통상의 첨가제로써 예를 들면, 산화아연, 스테아린산, 가교제(DCP(Dicumyl peroxide) 등), 발포제(ADCA(azodicarbonamide) 등) 등을 적용할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 해당 발포체의 사용환경이나 대상 등을 고려하여 이미 공지된 다양한 발포체용 첨가제의 사용이 가능하다.
이하, 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 신발 중창용 발포체의 기재 제조
(제조예 1)
VA 함량이 33 중량%이며 MI가 3g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 30 중량%, 스티렌(Styrene) 함량이 18 중량%인 SBBS 40 중량%, 분자량이 220,000g/mol이고 스티렌 함량이 18 중량%인 SEEPS 20 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지(Sabic사의 Nonyl 7310) 10 중량%를 다이(Die) 온도 200 ~ 280℃로 설정된 이축압출기에서 혼합하여 제조하였다.
(제조예 2)
VA 함량이 33 중량%이며 MI가 3g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 30 중량%, 스티렌(Styrene) 함량이 18 중량%인 SBBS 40 중량%, 분자량이 220,000g/mol이고 스티렌 함량이 18 중량%인 SEEPS 10 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지(Sabic사의 Nonyl 7310) 20 중량%를 다이(Die) 온도 200 ~ 280℃로 설정된 이축압출기에서 혼합하여 제조하였다.
(제조예 3)
VA 함량이 22 중량%이며 MI가 1g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 50 중량%, 스티렌(Styrene) 함량이 1 중량%인 SBBS 25 중량%, 분자량이 200,000g/mol이고 스티렌 함량이 1 중량%인 SEEPS 15 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지(Sabic사의 Nonyl 7310) 10 중량%를 다이(Die) 온도 200 ~ 280℃로 설정된 이축압출기에서 혼합하여 제조하였다.
(제조예 4)
VA 함량이 40 중량%이며 MI가 10g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 20 중량%, 스티렌(Styrene) 함량이 20 중량%인 SBBS 40 중량%, 분자량이 500,000g/mol이고 스티렌 함량이 20 중량%인 SEEPS 20 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지(Sabic사의 Nonyl 7310) 20 중량%를 다이(Die) 온도 200 ~ 280℃로 설정된 이축압출기에서 혼합하여 제조하였다.
2. 신발 중창용 발포체의 제조
(실시예 1)
상기 제조예 1에 따른 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 160℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
(실시예 2)
상기 제조예 2에 따른 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 160℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
(실시예 3)
상기 제조예 3에 따른 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 160℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
(실시예 4)
상기 제조예 4에 따른 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 160℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
(비교예 1)
VA 함량이 28 중량%이며 MI가 3.0g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 155℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
(비교예 2)
VA 함량이 28 중량%이며 MI가 3.0g/10min.(190℃, 2.16kg)인 EVA 50 중량% 및 경도가 80A이고 MI가 3.0g/10min.(190℃, 2.16kg)인 POE 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가교제(DCP) 0.8 중량부 및 발포제(ADCA) 3.0 중량부를 혼합하여 컴파운드를 제조한 후, 이를 금형에 투입하여 온도 155℃, 압력 150kgf/cm2에서 40분간 성형하여 발포체를 제조하였다.
3. 신발 중창용 발포체의 평가
상기 실시예 및 비교예에 따른 발포체에 대해 아래와 같은 시험항목 및 방법으로 시험하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]에 나타내었다.
(1) 경도
KS M6660에 준하여 쇼어(shore) C형 경도계를 사용하여 측정하였다.
(2) 비중
KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동비중 측정 장치인 모델DMA-3을 이용하여 측정하였다.
(3) 반발탄성
ASTM D2632에 준하여 측정하였다.
(4) 영구압축줄음율
시편을 두께가 10mm가 되도록 절단한 후, 지름이 30±0.05mm인 원기둥 형태로 제조한 시험편을 KS M6660에 준하여 측정하였다. 2장의 평행금속판 사이에 시험편을 넣고, 시험편 두께의 50%에 해당하는 스페이서를 끼운 후 압축시켜 50±0.1℃로 유지되는 오픈에서 6시간 열처리한 후 압축상태를 해제하고 실온에서 30분간 방치한 후 시험편의 두께를 측정하였으며, 영구압축줄음율은 다음 수학식 1에 의하여 계산하였다.
(수학식 1)
t0 : 시험편의 초기 두께
tf : 열처리 후 냉각되었을 때 시험편의 두께
tx : 스페이서의 두께
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 |
| 경도(C type, skin on) | 51 | 52 | 51 | 51 | 52 | 51 |
| 비중(skin off) | 0.195 | 0.202 | 0.197 | 0.197 | 0.202 | 0.201 |
| 반발탄성(%) | 72 | 75 | 73 | 74 | 54 | 59 |
| 영구압축줄음율 (50℃×6시간, %) |
25 | 19 | 26 | 20 | 60 | 55 |
상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 신발 중창용 발포체는 비교예와 같은 에틸렌계 소재의 발포체와 유사한 경도 및 비중으로 경량성을 가지면서도 비교예에 비하여 반발탄성 및 영구압축줄음율 등의 내구성이 더욱 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (3)
- 경량 신발 중창용 발포체 조성물에 있어서,
EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 스티렌(Styrene)계 열가소성 탄성체, 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 및 폴리페닐렌에테르(polyphenylene ether)계 수지로 이루어진 기재를 사용하는 것을 특징으로 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 기재는,
EVA 20 ~ 50 중량%, 스티렌 함량이 1 ~ 20 중량%인 스티렌계 열가소성 탄성체 25 ~ 40 중량%, 분자량이 200,000 ~ 500,000g/mol이고 스티렌 함량이 1 ~ 20 중량%인 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체 15 ~ 20 중량% 및 폴리페닐렌에테르계 수지 10 ~ 20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 EVA는 VA(vinyl acetate) 함량이 22 ~ 40 중량%이며, MI(melt index)가 1 ~ 10g/10min.(190℃, 2.16kg)인 것을 사용하고,
상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 SBBS(Styrene Butadiene Butylene Styrene)를 사용하며,
상기 고분자량 스티렌계 열가소성 탄성체는 SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene), SEPS(Styrene Ethylene Propylene Styrene) 또는 SEEPS(Styrene Ethylene Ethylene Propylene Styrene)를 사용하고,
상기 폴리페닐렌에테르계 수지는 PPE(polyphenylene ether)와 PS(polystyrene)가 혼합된 수지인 것을 특징으로 하는, 고내구성을 가지는 경량 신발 중창용 발포체 조성물.
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| KR100980028B1 (ko) | 2008-08-29 | 2010-09-03 | 한국신발피혁연구소 | 다양한 온도영역에서 우수한 충격흡수성을 갖는 산업용 발포체 조성물 |
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2022
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